適于電子模塊的熱插件相關(guān)申請(qǐng)的交叉援引本申請(qǐng)主張于2013年6月26日向美國(guó)專利商標(biāo)局提交的題為“ThermalInterposerSuitableForElectronicModules(適于電子模塊的熱插件)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)US61/839,414的優(yōu)先權(quán)。該申請(qǐng)的內(nèi)容整體合并于本文。本申請(qǐng)還主張與上述所列的優(yōu)先權(quán)主張同日提交的題為“GangedShieldingCageWithThermalPassages，(具有散熱通道的成組的屏蔽罩體)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)US61/839,412(莫列斯案號(hào)B2-022USPRO)的權(quán)益，該申請(qǐng)的內(nèi)容整體合并于本文。最后，本申請(qǐng)還主張與本申請(qǐng)同日提交的題為“GangedShieldingCageWithThermalPassages,(具有散熱通道的成組的屏蔽罩體)”的待審的PCT專利申請(qǐng)第號(hào)(莫列斯案號(hào)B2-022WO)的權(quán)益，該申請(qǐng)的內(nèi)容整體合并于本文。
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)一般而言涉及電子模塊的熱傳遞的熱解決方案，且更具體地涉及一種熱插件，其具有改進(jìn)的接觸特性，以提高一電子模塊和一散熱器之間的熱傳遞。
背景技術(shù)：
：有許多不同形式的散熱器用于電子領(lǐng)域。在許多電子設(shè)備(諸如路由器、服務(wù)器等)中，不同設(shè)置的電路需要連接于其它電子設(shè)備的相關(guān)的電路。這通常通過線纜組件的方式來完成，線纜組件典型地包括一電子模塊，電子模塊端接于線纜的各端。模塊用于將線纜連接于所述設(shè)備內(nèi)的一電路板上的一對(duì)應(yīng)連接器，且相對(duì)路由器和服務(wù)器而言，這些線纜組件在高數(shù)據(jù)傳輸速率下工作，這樣的工作將產(chǎn)生熱。散熱器用于將模塊產(chǎn)生的熱傳遞至屏蔽罩體的外部，模塊插入屏蔽罩體中。這些散熱器中的大多數(shù)直接設(shè)置于模塊的表面且由此需要針對(duì)各模塊的特殊的設(shè)置。另外的散熱器依賴于一熱界面材料(稱為“TIM”)且這些TIM材料增加了整個(gè)組件的熱阻以及成本。另外的散熱器通過附著材料(諸如焊料)剛性連接，這會(huì)使得整個(gè)熱阻增加且還可能影響連接的結(jié)構(gòu)和機(jī)械操作。焊料還對(duì)散熱器中所采用的某些材料(例如鋁)帶來問題，因?yàn)樵诤附舆^程中氧化物屏障(oxidebarrier)可能形成在鋁上。還有的是，由于焊料與鋁的不相似性，所以在成品散熱器中可能發(fā)生電流腐蝕(galvaniccorrosion)。已開發(fā)了一種熱插件，所述熱插件采用以一圖案設(shè)置在所述插件上的多個(gè)懸臂的接觸臂。插件通過焊接剛性連接于散熱器，這妨礙了接觸臂以一彈性方式動(dòng)作。該剛性連接導(dǎo)致橫跨插件的表面的一永久變形且在接觸臂中誘發(fā)塑性應(yīng)變。這個(gè)塑性應(yīng)變不會(huì)促進(jìn)好的赫茲接觸(Hertziancontact)，且減少了接觸臂的彈性。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，接觸臂和模塊的相對(duì)表面之間的正交力減小。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：由此，本申請(qǐng)涉及一種改進(jìn)的熱插件，其不要求一連續(xù)的剛性連接且特別適用于電子模塊，所述插件具有一連接結(jié)構(gòu)，所述連接結(jié)構(gòu)保持所述插件和所述電子模塊之間的一可靠的正交力和好的赫茲接觸。由此，提供了一種熱插件，其適用于電子模塊應(yīng)用、提供了用于連接于一散熱器的一成本降低的結(jié)構(gòu)、且還提供了所述插件和所述電子模塊之間的可靠的有利(beneficial)的接觸。根據(jù)本申請(qǐng)的下面的一實(shí)施例，提供了一種熱插件，其位于一散熱器和一電子模塊之間，且所述插件設(shè)置有允許所述散熱器與所述模塊二者之間良好且可靠的接觸的一結(jié)構(gòu)，而無需采用任何熱界面材料。本申請(qǐng)的插件由一平板狀元件形成，其具有與所述電子模塊的寬度一致或超出所述電子模塊的寬度一些的寬度。在所述模塊的一個(gè)表面上，所述板狀元件的預(yù)定的不連續(xù)的多個(gè)部分向上彎折。這些彎折的部分限定了設(shè)置成裝配于在一散熱器元件的底表面上形成的選定的凹槽或通道內(nèi)的一系列腳等。這樣一種配合為利用高機(jī)械壓力完成的壓配連接，這實(shí)際上在所述插件的多個(gè)腳和所述散熱器之間形成了一實(shí)體接點(diǎn)(solidjoint)。與采用熱界面材料獲得的情形相比，這樣的接點(diǎn)具有低的熱阻，非常低的且典型地最小的(至多)的熱阻。所述壓配應(yīng)用也用于從所述散熱器的凹槽的鋁表面去除將另外增大熱阻的氧化物，且由此通過所述插件改善所述散熱器和所述模塊之間的熱傳遞。所述多個(gè)壓配腳消除了所述插件以連續(xù)剛性方式連接于所述散熱器的需要。這是重要的，因?yàn)樗霾寮哂幸幌盗袥_壓或以其它方式形成在其上的懸臂的接觸臂，且這些接觸臂使它們的自由端朝向所述電子模塊的一相對(duì)表面向下彎折。這些臂部由于所述壓配連接而旨在是彈性的且它們保持這種彈性。如果所述插件是剛性連接(諸如通過錫焊(solder)或焊接(welding)等)于所述散熱器，則焊料尤其是在圍繞所述接觸臂撓曲的半徑附近將形成與接觸臂的連接。連續(xù)剛性連接的存在會(huì)引起所述接觸臂變成塑性而非彈性，且這個(gè)條件將阻止通過所述接觸臂將可靠的正交力作用于所述模塊的表面上。所述多個(gè)壓配腳以將所述多個(gè)壓配腳分成兩個(gè)不同的組的一圖案布置。第一組的這些腳圍繞所述插件的本體部的周邊的一部分設(shè)置，且在本文說明的一個(gè)實(shí)施例中沿所述插件的兩個(gè)相對(duì)的縱緣設(shè)置。第二組的壓配腳設(shè)置在所述周邊的內(nèi)部且設(shè)置在相鄰各排接觸臂之間。所述壓配腳的基體部沿縱向設(shè)置，所述多個(gè)接觸臂也是如此，但是所述壓配腳的基體部垂直于所述接觸臂的基體部導(dǎo)向。在這種方式下，如本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中所述，在各對(duì)相關(guān)的壓配腳和接觸臂之間限定一系列L形的傳熱路徑。通過考慮下面的詳細(xì)說明，將更清楚地理解本申請(qǐng)的這些及其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)。附圖說明通過參考下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明可以最佳地理解本申請(qǐng)的結(jié)構(gòu)和操作的組織和方式以及其進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中類似的附圖標(biāo)記表示類似的部件，而且在附圖中：圖1是一單獨(dú)的電子模塊就位于采用根據(jù)本申請(qǐng)構(gòu)造的插件的一成組的屏蔽罩體的一個(gè)隔間中的一立體圖；圖2A是圖1的屏蔽罩體-模塊組件的一仰視立體圖，其中為了清楚起見，屏蔽罩體的底部及一些側(cè)壁連同電子模塊的底部的一半被去除；圖2B是與圖2A相同的視圖，但是其中為了清楚起見，去除電子模塊，并示出了熱插件就位于散熱器的底表面上；圖3A是與圖2B相同的視圖，但是其中罩體的側(cè)壁去除且圖被放大，以示出形成在熱插件上的接觸臂的陣列；圖3B是熱插件就位于散熱器上且示出熱插件與散熱器之間的連接方式的一前視圖；圖4A是熱插件的一仰視立體圖；圖4B是圖4A的熱插件的一立體圖，但是以顛倒的方式，示出了熱插件的具有多個(gè)散熱器接合腳的頂表面；圖4C是圖4A的熱插件的一俯視圖；圖4D是圖4A的熱插件沿線D-D作出的一側(cè)視圖；圖4E是圖4A的熱插件沿線E-E作出的一端視圖；圖4F是在一公知的插件中采用的一單獨(dú)的接觸臂的一放大立體圖，接觸臂通過陰影區(qū)域處的焊料剛性連接于散熱器；以及圖4G是本申請(qǐng)的插件中采用的一接觸臂的一放大圖，接觸臂通過連接元件連接于散熱器。具體實(shí)施方式盡管本申請(qǐng)可以很容易具有多種不同形式的實(shí)施例，但示出在附圖中且本文將詳細(xì)說明的是具體實(shí)施例，同時(shí)應(yīng)理解的是，本說明書應(yīng)視為本申請(qǐng)的原理的一個(gè)示例，且不意欲將本申請(qǐng)限制于本文所示出的圖樣。由此，提及一特征或方案旨在說明本申請(qǐng)的一實(shí)施例的一特征或方案，而不是暗示本申請(qǐng)的每一實(shí)施例必須具有所說明的該特征或方案。此外，應(yīng)注意的是，說明書描述了許多特征。盡管某些特征已組合在一起以示出可能的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但是那些特征也可用于其它的未明確公開的組合。由此，除非另有說明，否則所說明的組合并非旨在限制。在附圖所示的實(shí)施例中，用于解釋本申請(qǐng)的各種部件的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的方向的指示(諸如上、下、左、右、前和后)不是絕對(duì)的而是相對(duì)的。當(dāng)這些部件處于附圖所示的位置時(shí)，這些指示是合適的。然而，如果這些部件的位置的說明改變，則這些指示也將相應(yīng)地改變。圖1示出典型地安裝于一電路板11的一局部屏蔽罩體10。屏蔽罩體10為成組的類型，這意味著它具有在其內(nèi)限定在罩體的側(cè)壁14之間的多個(gè)隔間12。各隔間12設(shè)置成將一電子模塊15收容于其內(nèi)，電子模塊15提供包含多條導(dǎo)線(未示出)的一線纜與安裝于電路板11并設(shè)置于罩體10的隔間12內(nèi)的一連接器之間的連接。電子模塊15可以針對(duì)高速率數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)，且由此電子模塊15在其運(yùn)行過程中產(chǎn)生熱。這個(gè)熱必須被散出且由此一散熱器16設(shè)置成位于罩體10的頂部或者形成于罩體10的頂壁或頂板(ceiling)。如圖2B所示，為容置模塊15的隔間12設(shè)置一插件或引導(dǎo)框體20。因?yàn)槟K15在所述罩體的底部，所以為了清楚起見模塊15在圖2B中示出為被去除?？煽吹讲寮?0具有一細(xì)長(zhǎng)的本體部21，在圖中示出為一矩形。所述插件具有一起限定本體部21的多個(gè)側(cè)緣22a-d。所述插件還具有兩個(gè)相對(duì)表面，分別示出為頂表面23和底表面24，且這些表面接觸散熱器16和電子模塊15(后面進(jìn)一步詳細(xì)說明)。為了使插件20起到一熱插件(即將熱從模塊15傳遞至散熱器16)的作用，插件20首先設(shè)置有示出為懸臂的接觸臂25的多個(gè)接觸元件，接觸臂25可沖壓成型于所述插件的本體部。這些接觸臂25由形成于所述插件的本體部的U形開口26來限定，開口26的三個(gè)部分為接觸臂25提供懸臂的結(jié)構(gòu)。接觸臂25具有細(xì)長(zhǎng)的基體部27，基體部27在所述插件的本體部21內(nèi)縱向地對(duì)齊(aligned)且終止于自由端28，自由端28可被精壓(coined)或以其它方式處理，以在所述自由端處形成接觸面29。在工作時(shí)，這些接觸面29接觸電子模塊15的頂表面15c。多個(gè)連接元件30設(shè)置于所述插件的另一(頂)表面。這些連接元件30示出為壓配腳(press-fitpeg)32，壓配腳32具有基體部33，基體部33從所述插件的本體部向上彎折。這些基體部33終止于具有大體三角形形狀的尖端(pointedend)34，但是其它形狀也可以是適用的。內(nèi)部的連接元件30具有限定它們的形狀并允許它們由所述插件的本體部的平面彎折到所需的直立形狀的U形開口。這些連接元件30設(shè)置成收容于在散熱器16的底表面16b上形成的凹槽40中。連接元件30的尖端34允許所述連接元件可靠地插入到所述散熱器的凹槽40中，這種方式使得形成良好且緊密的金屬與金屬的接觸，具有良好的傳熱能力及低熱阻屬性，約等于實(shí)體連接件(solidattachment)所獲得的。由此，優(yōu)選的是，連接元件30比所述散熱器的凹槽40的寬度稍厚。如圖所示，所述多個(gè)凹槽40在散熱器16內(nèi)沿長(zhǎng)度方向延伸且所述多個(gè)凹槽40之間的間距限定所述多個(gè)連接元件30之間的一預(yù)定間距?？煽闯觯龆鄠€(gè)接觸臂以限定在插件20的周邊內(nèi)沿縱向方向和橫向方向(橫穿)延伸的多排的方式設(shè)置在所述插件的本體部上。所述多個(gè)連接元件30以可視為兩個(gè)不同組的連接元件30的方式設(shè)置。第一組的連接元件30為大體圍繞所述插件的周邊設(shè)置的那些，在圖4C中示出為位于側(cè)緣22a、22b、22c上，且在本文中將稱為“外部”組的連接元件30。第二組的連接元件30為相對(duì)于所述插件的側(cè)緣設(shè)置在內(nèi)部的那些剩余的連接元件，且在本文中將稱為“內(nèi)部”組的連接元件30。內(nèi)部的連接元件30成排設(shè)置，在圖4C中各排位于成排的接觸臂之間。由此，內(nèi)部的連接元件用于將所述多個(gè)接觸臂25分成組。在圖4C中，分別沿縱向和橫向方向畫出兩條假想線LA和CA，CA線將多個(gè)內(nèi)部的連接元件相互連接，而LA線將內(nèi)部和外部的連接元件相互連接。CA線限定橫排的接觸臂，而LA線限定縱排的接觸臂25。這些線一起限定了包圍各組接觸臂25的假想框CAB。這些組可以沿縱向或橫向排列。同樣地，這些假想線將相鄰的接觸臂25彼此分隔開。依然進(jìn)一步優(yōu)選的是內(nèi)部的連接元件30設(shè)置成靠近所述接觸臂的本體部交會(huì)(meet)所述插件的本體部的位置。如圖所示，連接元件30相對(duì)接觸臂的位置在相關(guān)聯(lián)的各對(duì)接觸臂和連接元件30之間限定了一系列的單個(gè)的傳熱路徑“TP”。如圖所示，傳熱路徑為L(zhǎng)形。這個(gè)插件和所述散熱器的多個(gè)凹槽的結(jié)構(gòu)為所述插件提供了與其它剛性連接結(jié)構(gòu)(諸如焊料)不同的一半剛性連接。采用本申請(qǐng)的所述多個(gè)插件20，在模塊15內(nèi)產(chǎn)生的熱通過所述多個(gè)接觸臂25和所述插件的本體部21之間的傳導(dǎo)而傳遞至插件20。熱隨后從所述插件的本體部21經(jīng)由所述多個(gè)傳熱路徑TP流向所述多個(gè)連接元件，并通過與所述散熱器的凹槽40的壁的接觸而流入到所述散熱器的本體內(nèi)。大部分散熱器16由容易氧化的鋁制成，且采用不同的金屬會(huì)促進(jìn)電流腐蝕。發(fā)生在鋁表面上的氧化使得焊接困難，此外還如任何熱界面材料(諸如粘接劑、膠帶、間隙填充墊等)一樣增大了整個(gè)結(jié)構(gòu)的熱阻。進(jìn)一步地，如圖4F所示，用這樣的插件的接觸臂的一焊料連接方式產(chǎn)生的問題在于，所述插件的本體部和所述接觸臂的基體部的一部分在如圖4F所示的陰影區(qū)域處連接于所述散熱器。因?yàn)檫@個(gè)連接區(qū)域，塑性應(yīng)變將在所述接觸臂連接于所述插件的本體部的位置處(在箭頭Z處)沿所述接觸臂的整個(gè)寬度延伸。在這種結(jié)構(gòu)下，當(dāng)所述模塊插入到所述屏蔽罩體的隔間中時(shí)，所述插件的接觸臂的撓曲將引起塑性應(yīng)變且所述接觸臂變得不再是整體彈性。這將有害地影響在所述接觸臂和所述電子模塊的頂表面之間所需的正交力(normalforce)。采用本申請(qǐng)的所述多個(gè)插件消除了這些問題。發(fā)生在所述插件的接觸臂的塑性應(yīng)變會(huì)發(fā)生在插件20的本體部21，如圖4G中的箭頭Z所示，由此減少(如果未完全消除)所述接觸臂的永久變形。這將使所述接觸臂施加的正交力維持在設(shè)計(jì)師所希望的范圍內(nèi)，以獲得良好的赫茲接觸。所述插件和所述散熱器之間的連接為金屬與金屬之間的連接，且由此整體減小熱阻。盡管示出并說明了本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例，但是可以設(shè)想的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離前述說明書和隨附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)可做出各種修改。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3